2017.11.24. - Kozmikus kígyó hoz hírt a galaxisok kialakulásáról

A Hubble-űrtávcső felvételén tekergő furcsa, hosszúkás, csíkká torzult égitest fontos információkat szállított arról is, hogyan alakultak a galaxisok olyanná, amilyennek ma ismerjük őket.

Furcsa, hosszúkás, fénylő kék és sárga pöttyökkel tarkított kozmikus kígyó tekereg a Hubble-űrtávcső alábbi felvételén. Egyáltalán nem úgy néz ki, mint egy galaxis, pedig az. Csakhogy a látott képet teljesen eltorzítja a többi, látszólag a közelben ólálkodó csillagváros gravitációs tere. Bosszantó, gondolhatnánk elsőre, pedig nem az: a kígyóvá széthúzott galaxis valójában sokkal messzebb van, és emiatt halványabbnak és kisebbnek látszana, ha a gravitációs lencsézés nem nagyítaná fel számunkra a képét. Így viszont olyan részletek is megfigyelhetővé válnak benne, amelyek egyébként a mai távcsöveinkkel láthatatlanok maradnának, fontos részleteket felfedve a galaxisok régmúltjáról.

A kozmikus kígyó a MACSJ1206.2-0847 galaxishalmaz galaxisai között.
[ESA/Hubble, NASA]

A kozmikus kígyó ugyanis egy, az Univerzum fiatalkorából származó galaxis képe, 8-10 milliárd évvel ezelőttről. Akkoriban a galaxisok még egészen máshogy festettek, mint amilyennek a közelünkben lévő, velünk egykorú égitesteket látjuk. Óriási "csillagcsomók" figyelhetőek meg bennük, ahol éppen nagy ütemben zajlik még a csillagok születése. A csillagcsomók mérete és tömege határozza meg, milyenné is válik a jövőben a galaxis, például hogy mekkora lesz a központi, öreg csillagokból álló galaktikus dudor mérete.

Csakhogy nem könnyű ténylegesen megmérni, mekkorák is ezek a csillagcsomók, hacsak nincs segítségünk. Kiderült, hogy ami elsőre egy összefüggő csíknak látszik, az valójában négy különböző képe a galaxisnak, plusz egy ötödik, távolabbi kép is bujkált nem messze. Így a kutatók különböző nagyítások mellett is meg tudták vizsgálni a csillagcsomók tulajdonságait. A legnagyobb nagyítású képen egészen 30 parszek, vagyis 100 fényév felbontást tudtak elérni, szemben az ilyen távolságból látott galaxisokra jellemző, ezer parszekes (kb. 33000 fényév) felbontással.

A kígyó felbontva egyedi képekre, illetve az ötödik lencsézett kép, vagy ellenkép, valamint az azonosított csillagcsomók.
[Cava et al., Nature Astronomy]

Az Antonio Cava (Genfi Obszervatórium, Svájc) által vezetett kutatócsoport pedig azt találta, hogy az eddigi vizsgálatok a rossz felbontás miatt felülbecsülték a csillagcsomók méreteit. A legkisebb azonosított csillagcsomók tömege nem sokkal nagyobb, mint egy-egy óriás gömbhalmazé, és a csillagsűrűség is hasonló bennük. A megfigyeléseik azokat a galaxisfejlődési modelleket támasztják alá, ahol a csillagcsomók a galaxist kitöltő gázkorong feldarabolódásával születnek. A kisebb csomókra széteső gázkorongban beindul a csillagkeletkezés, de közben lassan spiráloznak ki a galaxis közepe felé, a többi csomóval és gázfelhőkkel való kölcsönhatások miatt. Végül kétféle sors várhat a csillagcsomókra: vagy a galaxis magjába érve építik a központi dudort, vagy szép lassan feloszlanak, és csillagaik elvegyülnek a galaxis többi csillaga között. Előbbi a kisebb, de sűrűbb, és így stabilabb, vörös csomókra jellemző inkább, míg a nagy, fényes, de kevesebb csillagot tartalmazó kék csomók könnyebben szétesnek. Ám összességében a nagy, fényes csillagcsomók szerepe mégsem annyira uralkodó a galaxisok fejlődésében, mint eddig a kutatók feltételezték.

A galaxis rekonstruált képe: ilyennek látszana gravitációs lencsézés nélkül. A kígyó csak a galaxis képének déli felét tartalmazza, az ellenkép (counterimage), az ötödik lencsézett kép viszont a teljeset.
[Cava et al., Nature Astronomy]

A kutatás fényesen bizonyította, hogy a korai Univerzum galaxisainak vizsgálatához elengedhetetlen, hogy kellően nagy felbontással tudjuk azokat vizsgálni. Erre a természet is biztosít számunkra lehetőséget a gravitációs lencsézésen át, de nagy tételben majd a következő generációs óriástávcsövekkel, mint a European Extremely Large Telescope-pal, a Giant Magellan Telescope-pal és a Thirty Meter Telescope-pal lesz csak lehetséges ilyen megfigyeléseket végezni.

Az eredményeket részletező szakcikk a Nature Astronomy c. folyóiratban jelent meg.

Forrás:

• csillagaszat.hu 2017.11.24.